用于轴流式涡轮的冷却系统及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103527258103527258A(43)申请公布日2014.01.22(21)申请号201310264113.8(22)申请日2013.06.28(30)优先权数据12174115.12012.06.28EP(71)申请人阿尔斯通技术有限公司地址瑞士巴登(72)发明人B.梅格勒S.哈瓦科奇安T.莫库伊斯(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司72001代理人肖日松杨楷(51)Int.Cl.F01D5/08(2006.01)F01D25/14(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图6页附图6页(54)发明名称用于轴流式涡轮的冷却系统及方法(57)摘要本发明涉及一种用于轴流式涡轮的冷却系统及方法。描述了一种轴流式涡轮，其具有：外壳，其限定用于其中的工作流体的流动通路；转子，其与外壳同轴；多个级，每个级包括沿周向安装在外壳上的静止的成排导叶、沿周向安装在转子上的旋转的成排叶片，其中，暴露于工作流体的外壳的内面包括深度增大的一个或多个基本周向的沟槽，每个沟槽终止于具有开孔的抽取端口中。CN103527258ACN1035278ACN103527258A权利要求书1/1页1.一种轴流式涡轮(10)，包括：外壳(11)，其限定用于其中的工作流体的流动通路；转子(14)，其与所述外壳(11)同轴；多个级，每个所述级包括：沿周向安装在所述外壳(11)上的静止的成排导叶(12)；以及沿周向安装在所述转子(14)上的旋转的成排叶片(13)；，其中，暴露于所述工作流体的所述外壳(11)的内面包括在所述旋转叶片(13)的旋转方向上深度增大的一个或多个基本周向的沟槽(111)，其中每个沟槽(111)终止于具有开孔(112)的抽取端口中，其特征在于，终止于所述外壳(11)的接头线(C)处的所述一个或多个沟槽(111)和用于所述抽取端口的开孔(112)在所述接头线(C)的相反侧处。2.根据权利要求1所述的涡轮(10)，其特征在于，所述抽取端口的开孔(112)定向成与所述沟槽(111)相切。3.根据权利要求1所述的涡轮(10)，其特征在于，所述涡轮(10)具有沿基本相同的圆周的、在沿直径相对的位置的两个沟槽(111)。4.根据权利要求1所述的涡轮(10)，其特征在于，与所述抽取端口结合的所述一个或多个沟槽(111)适于从所述叶片(13)的末梢附近的容积(31)移除工作流体，用于冷却旋转叶片(13)的所述末梢的目的。5.根据权利要求1所述的涡轮(10)，其特征在于，所述抽取端口具有设计成取决于流动穿过所述涡轮(10)的质量流来开启或关闭的阀(113)。6.根据权利要求1所述的涡轮(10)，其特征在于，与所述抽取端口结合的所述一个或多个沟槽(111)位于所述涡轮(10)的末级的导叶(12)与叶片(13)之间。7.根据权利要求1所述的涡轮(10)，其特征在于，与所述抽取端口结合的所述一个或多个沟槽(111)位于至少部分地由复合材料制成的成排叶片(13)附近。8.一种冷却轴流式涡轮(10)中的叶片(13)的方法，所述轴流式涡轮(10)具有：外壳(11)，其限定用于其中的工作流体的流动通路；转子(14)，其与所述外壳(11)同轴；多个级，每个所述级包括：沿周向安装在所述外壳(11)上的静止的成排导叶(12)；以及沿周向安装在所述转子(14)上的旋转的成排叶片(13)，其中，暴露于所述工作流体的所述外壳(11)的内面包括在所述旋转叶片(13)的旋转方向上深度增大的一个或多个基本周向的沟槽(111)，其中每个沟槽(111)终止于具有开孔(112)的抽取端口中，所述方法包括以下步骤：开启所述抽取端口，并且通过所述沟槽(111)和所述抽取端口从接近所述叶片(13)的末梢的容积(31)抽取工作流体。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述抽取端口在所述涡轮(10)的正常操作期间闭合，且在所述涡轮(10)在低质量流条件下操作时开启。2CN103527258A说明书1/4页用于轴流式涡轮的冷却系统及方法技术领域[0001]本发明大体上涉及一种用于冷却轴流式(axialflow)涡轮(特别是低压蒸汽涡轮)的系统。更具体而言，本发明涉及一种用于冷却低压蒸汽涡轮中的末级叶片的系统，具体是在此类末级叶片由复合材料制成的情况下。背景技术[0002]低压蒸汽涡轮的旋转叶片在转子中引起极大的离心力。这可为在设计用于最高效率的涡轮时的限制因素。解决方案为使用低密度叶片材料，因为此类叶片会施加较小的力到转子中。然而，这种解决方案仅可应用在低密度材料具有适合的机械性能的情况下。尽管目前认为使用钛是一种选择方法，但其他备选方案可具有甚至更好的强度与重量比。